nginx中处理http header详解(2)

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然后是charset filter，这个主要是处理nginx内部的charset命令，转换为设置的编码。这个filter就不介绍了，主要是一个解码的过程。

再接下来是chunk filter,它主要是生成chunk数据，这里要注意nginx只支持服务端生成chunk，而不支持客户端发送的chunk数据。chunk的格式很简单，简单的来说就是大小+数据内容。
先来看chunk的header filter，在filter中，主要是用来判断是否需要chunk数据，然后设置相关标记位，以便于后面的body filter处理.

static ngx_int_t
ngx_http_chunked_header_filter(ngx_http_request_t *r)
{
    ngx_http_core_loc_conf_t  *clcf;
//如果是304，204或者是head方法，则直接跳过chunk filter。
    if (r->headers_out.status == NGX_HTTP_NOT_MODIFIED
        || r->headers_out.status == NGX_HTTP_NO_CONTENT
        || r != r->main
        || (r->method & NGX_HTTP_HEAD))
    {
        return ngx_http_next_header_filter(r);
    }
 
//如果content_length_n为－1 则进入chunk处理，下面我们会看到这个值在那里设置，也就是nginx中如何打开chunk编码.
    if (r->headers_out.content_length_n == -1) {
        if (r->http_version < NGX_HTTP_VERSION_11) {
            r->keepalive = 0;
 
        } else {
            clcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_core_module);
//chunked_transfer_encoding命令对应的参数，这个值默认是1，因此默认chunk是打开的。
            if (clcf->chunked_transfer_encoding) {
 
                r->chunked = 1;
 
            } else {
                r->keepalive = 0;
            }
        }
    }
 
    return ngx_http_next_header_filter(r);
}

然后来看content_length_n何时被改变为－1，也就是准备chunk编码，这个值是在ngx_http_clear_content_length中被改变了。也就是如果希望chunk编码的话，必须调用这个函数。

#define ngx_http_clear_content_length(r)                                      \
                                                                              \
//设置长度为-1.
    r->headers_out.content_length_n = -1;                                     \
    if (r->headers_out.content_length) {                                      \
        r->headers_out.content_length->hash = 0;                              \
        r->headers_out.content_length = NULL;                                 \
    }

然后来看body filter是如何处理的。这里的处理其实很简单，只不过特殊处理下last buf.大体流程是这样子的，首先计算chunk的大小，然后讲将要发送的buf串联起来，然后将大小插入到数据buf之前，最后设置tail buf，如果是last buf，则结尾是

1	`CRLF` `"0"` `CRLF CRLF`

如果不是last buf，则结尾就是一个CRLF，这些都是严格遵守rfc2616。
来看详细的代码：

    if (size) {
        b = ngx_calloc_buf(r->pool);
        if (b == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
 
        /* the "0000000000000000" is 64-bit hexadimal string */
//分配大小
        chunk = ngx_palloc(r->pool, sizeof("0000000000000000" CRLF) - 1);
        if (chunk == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
 
        b->temporary = 1;
        b->pos = chunk;
//设置chunk第一行的数据，也就是大小＋回车换行
        b->last = ngx_sprintf(chunk, "%xO" CRLF, size);
 
        out.buf = b;
    }
//如果是最后一个buf。
    if (cl->buf->last_buf) {
        b = ngx_calloc_buf(r->pool);
        if (b == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
 
        b->memory = 1;
        b->last_buf = 1;
//设置结尾
        b->pos = (u_char *) CRLF "0" CRLF CRLF;
 ..........................................................
 
    } else {
........................................................
        b->memory = 1;
//否则则是中间的chunk块，因此结尾为回车换行。
        b->pos = (u_char *) CRLF;
        b->last = b->pos + 2;
    }
 
    tail.buf = b;
    tail.next = NULL;
    *ll = &tail;

然后是gzip filter，它主要是处理gzip的压缩.其中在header filter中，判断accept-encoding头，来看客户端是否支持gzip压缩，然后设置Content-Encoding为gzip，以便与client解析。然后核心的处理都在body filter里面。

先来介绍下filter的主要流程，这里有一个要强调的，那就是nginx里面所有的filter处理基本都是流式的，也就是有多少处理多少。由于是gzip压缩，因此这里会有一个输入，一个输出，因此这里就分为3步，第一步取得输入buf，第二步设置输出buf，第三步结合前两步取得的buf，交给zlib库去压缩，然后输出到前面设置的buf。

    for ( ;; ) {
 
        /* cycle while we can write to a client */
 
        for ( ;; ) {
 
            /* cycle while there is data to feed zlib and ... */
//设置正确的输入buf
            rc = ngx_http_gzip_filter_add_data(r, ctx);
 
            if (rc == NGX_DECLINED) {
                break;
            }
 
            if (rc == NGX_AGAIN) {
                continue;
            }
//设置输出buf
            rc = ngx_http_gzip_filter_get_buf(r, ctx);
 
            if (rc == NGX_DECLINED) {
                break;
            }
 
            if (rc == NGX_ERROR) {
                goto failed;
            }
//开始进行压缩
            rc = ngx_http_gzip_filter_deflate(r, ctx);
 
            if (rc == NGX_OK) {
                break;
            }
 
            if (rc == NGX_ERROR) {
                goto failed;
            }
            /* rc == NGX_AGAIN */
        }

这里有一个小细节要注意的，就是在ngx_http_gzip_filter_add_data中，在nginx中会一个chain一个chain进行gzip压缩，压缩完毕后，输入chain也就可以free掉了，可是nginx不是这么做的，他会在当所有的chain都被压缩完毕后再进行free，这是因为gzip压缩对于cpu cache很敏感，而当你free buf的时候，有可能会导致cache trashing，也就是会将一些cache的数据换出去。

    if (ctx->copy_buf) {
//这里注释很详细
        /*
         * to avoid CPU cache trashing we do not free() just quit buf,
         * but postpone free()ing after zlib compressing and data output
         */
 
        ctx->copy_buf->next = ctx->copied;
        ctx->copied = ctx->copy_buf;
//简单的赋为NULL，而不是free掉.
        ctx->copy_buf = NULL;
    }

最终在ngx_http_gzip_filter_free_copy_buf中free所有的gzip压缩的数据。从这里我们能看到nginx对于细节已经抓到什么地步了.

最后一个是header filter，也就是发送前最后一个head filter，这个filter里面设置对应的头以及status_lines，并且根据对应的status code设置对应的变量。所以这个filter是只有head filter的。这里的处理都没什么难的地方，就是简单的设置对应的头，因此就不详细的分析代码。它的流程大体就是先计算size，然后分配空间，最后copy对应的头。

就看一段代码，关于keepalive的，我们知道http1.1 keepalive是默认开启的，而http1.0它是默认关闭的，而nginx的keepalive_timeout命令则只是用来设置keepalive timeout的.对应clcf->keepalive_header。

//是否打开了keepalive，如果是1.1则默认是开启的
    if (r->keepalive) {
//设置Connection的头.
        len += sizeof("Connection: keep-alive" CRLF) - 1;
//不同浏览器行为不一样的。
        /*
         * MSIE and Opera ignore the "Keep-Alive: timeout=<N>" header.
         * MSIE keeps the connection alive for about 60-65 seconds.
         * Opera keeps the connection alive very long.
         * Mozilla keeps the connection alive for N plus about 1-10 seconds.
         * Konqueror keeps the connection alive for about N seconds.
         */
 
        if (clcf->keepalive_header) {
//设置timeout
            len += sizeof("Keep-Alive: timeout=") - 1 + NGX_TIME_T_LEN + 2;
        }
 
    } else {
        len += sizeof("Connection: closed" CRLF) - 1;
    }